[发明专利]一种在纳米钛酸锂表面富集锶元素的制备方法

摘要

本发明涉及一种在纳米钛酸锂表面富集锶元素的制备方法，通过改进的溶胶凝胶法引入少量锶元素制得表面富集了锶元素的Li₄Ti₅O₁₂负极材料。锶元素在合适的烧结条件下能够以氧化物的形式在颗粒表面自发富集，经高能球磨后该方法制备的钛酸锂颗粒粒径均匀、分散效果好，颗粒团聚现象得到了显著地改善。在材料颗粒表面富集的锶氧化物能有效阻止有机电解液与钛酸锂直接接触，抑制充放电过程中Ti‑O键催化电解液分解引起的气胀现象。制得的Li₄Ti₅O₁₂拥有较高的充放电比容量和较稳定的循环性能，室温条件下，1C倍率时其首次放电容量达到了174.5mAh/g，接近理论容量，10C倍率下其放电容量也达到了120mAh/g以上，在民用便携式电子设备乃至动力设备领域均有广阔的应用前景。

主权项

1.一种在纳米钛酸锂表面富集锶元素的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：a.将乙醇与水按1:0～0.2的体积比预混，然后加入酸组成混合溶液；b.将锂、钛、锶的微溶或可溶性化合物，按照Li:Ti＝0.8～1.0:1、Li:Sr＝39～79:1的摩尔比，进行混合，加入到步骤a制得的溶液中，常温下磁力搅拌，直至溶液澄清；c.将双组分螯合剂乙二胺四乙酸和柠檬酸与蒸馏水预混，使固体混合物润湿，混合均匀后滴加氨水溶解至澄清溶液，然后加入到步骤b制得的混合液中，并加入氨水调节pH值至7～10，继续搅拌；d.待步骤c的混合液搅拌均匀直至溶胶状态后，继续进行搅拌同时加热，加热温度为50～100℃，直至溶胶呈透明凝胶状态，然后烘干，得到黑色的前驱体；e.将步骤d制得的前驱体放入马弗炉中，在850～950℃下高温煅烧，再骤降到700～850℃下调制保温得到锶掺杂纳米钛酸锂。